(57)【要約】      （修正有）【課題】飛散してきた溶融物による閉塞を確実に防止することができる溶融炉の排ガス出口部構造を提供する。【解決手段】下水汚泥や都市ごみなどを溶融する溶融炉の耐火物からなる排ガス出口部９に、その内径よりも小径の内側への張出部１０とその外側に続く筒状部１１とからなる水冷壁１２を設ける。排ガス出口部９に溶融物が飛来して付着しても、その上面を水冷された張出部１０によって抑えられているため、大きく成長することができない。これにより閉塞を確実に防止できる。また、水冷壁１２の筒状部１１と排ガスダクト８との間に、冷却空気もしくは冷却ガス注入用ノズルを備えたミックスチャンバ１４を介在させ、排ガス温度を下げたうえで後段に送る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融炉の耐火物からなる排ガス出口部に、この排ガス出口部の内径よりも小径の張出部とその外側に続く筒状部とからなる水冷壁を設け、この筒状部から排ガスを排ガスダクトに導くことを特徴とする溶融炉の排ガス出口部構造。
【請求項２】
溶融炉の耐火物からなる排ガス出口部を上側に向けて拡径し、その先端に水冷壁を設けたことを特徴とする請求項1記載の溶融炉の排ガス出口部構造。
【請求項３】
水冷壁の筒状部と排ガスダクトとの間に、冷却空気もしくは冷却ガス注入用ノズルを備えたミックスチャンバを介在させたことを特徴とする請求項1記載の溶融炉の排ガス出口部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水汚泥や都市ごみなどを溶融処理するために使用される溶融炉の排ガス出口部構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下水汚泥や都市ごみなどの廃棄物は焼却処理されるのが一般的であり、それに伴って発生する焼却灰はこれまでは埋め立て処分されてきた。しかし埋設処分場の確保が次第に困難になっているため、最近では下水汚泥や都市ごみ、もしくはそれらの焼却灰を溶融処理する方法が開発されている。このための溶融炉は、処理対象物を１４００℃前後の高温で溶融し、炉底部からスラグとして取り出す構造となっている（特許文献１）。この方法は減容化率が大きく、また高温で溶融するためダイオキシンが発生しない利点がある。
【０００３】
このような溶融炉においては、炉内に強い旋回流を形成して焼却灰などの処理対象物を高温の炉壁に接触させることにより、完全に溶融スラグとして排出するようにしているが、処理対象物の一部が排ガスに乗って排ガス出口部に飛散（キャリーオーバー）することは避けられない。そして図５に示すように飛散してきた溶融物が排ガス出口部の耐火物の内面に付着してスラグ化し、長期間の運転中に次第に内側に向かって成長し、終には閉塞に至ることがあった。
【０００４】
このため排ガス出口部の壁面に小孔を設けておき、定期点検時などに作業員が棒を挿入して成長した閉塞物を除去することが行われているが、このような方法は作業員の負担が大きく、また高温のため運転中には実施できないなどの問題があった。
【特許文献１】特開平１１−２７０８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記した従来の問題点を解決して、人手による除去作業を必要とせず、飛散してきた溶融物による閉塞を確実に防止することができる溶融炉の排ガス出口部構造を提供するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するためになされた本発明の溶融炉の排ガス出口部構造は、溶融炉の耐火物からなる排ガス出口部に、この排ガス出口部の内径よりも小径の張出部とその外側に続く筒状部とからなる水冷壁を設け、この筒状部から排ガスを排ガスダクトに導くことを特徴とするものである。なお、溶融炉の耐火物からなる排ガス出口部を上側に向けて拡径し、その先端に水冷壁を設けた構造とすることができる。また水冷壁の筒状部と排ガスダクトとの間に、冷却空気もしくは冷却ガス注入用ノズルを備えたミックスチャンバを介在させることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、溶融炉の耐火物からなる排ガス出口部に、この排ガス出口部の内径よりも小径の張出部とその外側に続く筒状部とからなる水冷壁が設けられる。このため、飛散してきた溶融物が排ガス出口部の耐火物に付着して成長しようとしても、内側に張り出した水冷壁の張出部に接触して冷却される。このため付着スラグの粘着性が失われ、ボロボロと崩れて落下するので、従来のように成長することができない。また仮に成長が始まったとしてもそれに続く筒状部も水冷されているため、大きく成長することはできない。このため人手による除去作業は全く不要となり、排ガス出口部の閉塞を完全に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は実施形態の溶融炉の断面図であり、１は炉本体、２はその入口側上部の旋回溶融部、３はその出口側上部の排ガス出口室である。これらの部分の内壁は全て、高温に耐える耐火物構造となっている。旋回溶融部２の上部にはメインバーナ４と処理対象物の吹き込み口５とが設けられている。処理対象物はこの吹き込み口５から４００℃前後の熱風とともに炉内壁の接線方向に吹き込まれて高速の旋回流を形成し、瞬時に溶融しながら炉本体１に向けて移動する。炉内は１４００〜１６００℃の高温に維持されている。このため処理対象物は溶融スラグとなって炉本体１の底部のスラグ排出口７に向かって流下し、炉外に排出される。
【０００９】
高温の排ガスは炉本体１から排ガス出口室３に流れ、排ガスダクト８を通じて後段の廃熱回収工程及び排ガス処理工程に導かれるが、溶融物の一部、たとえば１０％程度は旋回溶融部２や炉本体１の内壁面に接触することなく排ガス出口室３にキャリーオーバーし、耐火物からなる排ガス出口室３の後端部の比較的低温の排ガス出口部９において壁面に付着することは、前述したとおりである。
【００１０】
そこで本発明では排ガス出口部９に、この排ガス出口部９の内径よりも小径の張出部１０とその外側に続く筒状部１１とからなる水冷壁１２を設けた。図２はその部分の拡大断面図であり、上側に向けて拡径した排ガス出口室３の上端面に、排ガス出口室３の軸線に対して垂直に内側に張り出す水冷構造の張出部１０が形成されている。なお張り出し角度は必ずしも垂直である必要はない。
【００１１】
この実施形態では張出部１０の内径を排ガス出口室３の入口径と等しくするために排ガス出口室３をテーパ状に拡径したが、図３に示すように排ガス出口室３を円筒形とし、その内側に小径の張出部１０を形成しても差し支えない。しかし何れの場合にも、排ガス出口部９にその内径よりも小径の水冷構造の張出部１０を設けることが重要である。この張出部１０の外側には筒状部１１が連続的に形成されており、その全体が水冷壁１２となっている。
【００１２】
このような内側に張り出す張出部１０を備えた水冷壁１２を排ガス出口部９に設けておけば、耐火物からなる排ガス出口室３の後端部の比較的低温の排ガス出口部９に溶融物が付着しても、その上面を水冷された張出部１０によって抑えられているため、成長することができない。すなわち、成長が開始しても水冷された張出部１０に接触すると冷却されて粘着性が低下し、ボロボロと崩れて炉内に落下するため、それ以上成長することができない。また水冷壁１２の部分には付着すると直ぐに冷却されるため、付着自体が生じない。このため、本発明の溶融炉の排ガス出口部構造とすれば、排ガス出口部９まで飛散してきた溶融物が付着成長することがなく、付着スラグによる閉塞を確実に防止することができる。
【００１３】
図１に示すように、この水冷壁１２の筒状部１１には排ガスダクト８が接続され、高温の排ガスは筒状部１１、排ガスダクト８を通って後段の廃熱回収工程及び排ガス処理工程に送られる。しかし１４００℃前後の高温の排ガスをそのまま廃熱回収工程の熱交換器に導入すると、熱交換器の金属部分が損傷されるおそれがある。このためこの実施形態では、水冷壁１２の直上部に図４に示すような冷却空気もしくは冷却ガス注入用ノズル１３を備えたミックスチャンバ１４を設け、排ガス温度を熱交換器の耐熱温度以下にまで冷却したうえで排ガスダクト８に導いている。また、排ガス温度を低下させることで、飛散してきた溶融物の固化を促進させ、付着スラグによる閉塞防止の一助ともなる。しかし溶融炉の運転条件等によって排ガス温度は変化するため、ミックスチャンバ１４は本発明の必須要件ではない。
【００１４】
なお、上記の実施形態では排ガス出口部９を垂直上向きとしたが、溶融炉によっては排ガス出口部を横向きあるいは斜め上向きとしたものもあり、それらの場合にも本発明は同様に適用できることはいうまでもない。
【００１５】
以上に説明した本発明の排ガス出口部構造を採用した溶融炉は、連続して３ケ月の運転を行ったが、全く閉塞は生じなかった。これに対して従来型の排ガス出口部構造を採用した溶融炉では毎月の定期点検の際に閉塞物を除去しなければならず、本発明により作業員の負担を大幅に軽減することができる。また本発明によれば排ガス系統の圧損も小さくなるため、排ガスブロワ等の動力も軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の溶融炉を示す断面図である。
【図２】要部の拡大断面図である。
【図３】変形例を示す要部の拡大断面図である。
【図４】ミックスチャンバ部分の側面図である。
【図５】従来の問題点を示す要部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  溶融炉の炉本体
２  旋回溶融部
３  排ガス出口室
４  メインバーナ
５  焼却灰吹き込み口
７  スラグ排出口
８  排ガスダクト
９  排ガス出口部
１０  張出部
１１  筒状部
１２  水冷壁
１３  冷却空気注入用ノズル
１４  ミックスチャンバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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